JP3059892B2 - パワーコントロール回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は携帯電話機など無線通信
装置のパワーコントロール回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機（以下略して携帯機とも呼
ぶ）は屋外に持ち出して利用でき、さらに自動車などの
移動体の中でも通話が可能であるため、通信のパーソナ
ル化とライフスタイルの多様化とともに近年利用が大き
く伸びてきている。

【０００３】これら携帯電話機では、携帯時の利便性を
向上させるため小型・軽量にする必要があるが、一方で
は使用する電池容量や放熱等の問題で構造上の制約があ
り、その送信出力は１Ｗ以下に制限されている。従っ
て、携帯電話機を自動車内で使用する場合には、単独で
は十分な通話エリアを確保できないため、送信出力を２
Ｗあるいは３Ｗまで増大するパワ−ブ−スタ（電力増幅
器）を外部に接続して通話可能エリアを拡大して利用さ
れてきた。このような携帯電話機やパワーブースタ内部
の送信部には、通常、送信パワーレベルを段階的に変化
させるように制御したり、所定レベルを自動的に出力・
維持するためのパワ−コントロ−ル回路がそれぞれ設け
られている。このようなブースタ回路は、たとえば特開
平３−２２４３２３号公報（Ｈ０４Ｂ７／２６）に記載
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来技術では、携帯電話機とブースタ回路は双方でパワ−
コントロ−ルを行うため、送信出力を制御するための制
御回路を含むパワ−コントロ−ル回路を両方に設ける必
要があった。このため、パワーブースタ内回路規模が増
大し複雑になるという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の従来技術の問題を
改善するため、本発明は、送信信号を増幅するとともに
増幅率を制御電圧により可変することができる第１のパ
ワーアンプ回路と該第１のパワーアンプ回路によって増
幅される送信信号の出力レベルをモニタする第１のカッ
プラを有する通信装置と、該通信装置に接続され、前記
第１のパワーアンプ回路の出力を増幅する第２のパワー
アンプ回路と該第２のパワーアンプ回路によって増幅さ
れる送信信号の出力レベルをモニタする第２のカップラ
を有するブースタとからなるパワーコントロール回路に
おいて、前記第１のパワ−アンプ回路の出力信号をアン
テナもしくは前記第２のパワーアンプ回路のいずれかに
選択的に供給する第１のスイッチと、前記第１および第
２のカップラにてモニタされた検出信号のうちのいずれ
か一方を選択する第２のスイッチと、該第２のスイッチ
によって選択された検出信号と予めメモリに記憶された
基準電圧データとの比較により誤差増幅する誤差増幅回
路とを有し、該誤差増幅回路から出力される制御電圧に
て前記第１のパワ−アンプ回路の増幅率を制御すること
を特徴とするものである。

【０００６】また、本発明によるパワーコントロール回
路は、前記第２のカップラ出力電力を調整するレベル調
整手段を設け、前記通信装置を単独で使用する時と、前
記通信装置に前記ブースタを直列に接続した時との前記
第２のスイッチ入力レベルを同一に合わせることによ
り、前記メモリに格納するパワーコントロール用基準電
圧デ−タを共用化したことを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明は、前記第１および第２のカ
ップラの出力信号を検波しＤＣ電圧に変換するおのおの
第１および第２の検波回路を設けるとともに、前記レベ
ル調整手段によって前記第２の検波回路出力信号のレベ
ルを調整することを特徴とするものである。

【０００８】さらに本発明は、前記第２のカップラを前
記第１のカップラの結合度と異なる結合度とすることに
より前記レベル調整手段を構成したことを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１記載の発明によれば、通信装
置を単独で使用する場合には第１のカップラにてモニタ
された検出信号が、また通信装置にブースタを接続して
使用する場合には第２のカップラにてモニタされた検出
信号が第２のスイッチにより選択されるとともに、誤差
増幅回路にて通信装置のメモリに記憶された基準電圧と
比較された結果に基づいてパワーアンプの増幅率が制御
される。

【００１０】また請求項２記載の発明によれば、レベル
調整手段により、通信装置を単独で使用する時と、通信
装置に前記ブースタを直列に接続した時との、第２のス
イッチ入力レベルが同一に調整され、メモリに格納する
パワーコントロール用基準電圧デ−タの数が削減され
る。

【００１１】また、請求項３記載の発明によれば、検波
回路によってカップラから出力されるＲＦ信号がＤＣ電
圧に変換された後レベル調整が行われるので、簡単な構
成でレベル調整手段が実現できる。

【００１２】さらに請求項４記載の発明によれば、第２
のカップラによってレベル調整が行われる。

【００１３】

【実施例】以下本発明によるパワーコントロール回路に
ついて図面に基づいて説明する。図１は本発明によるパ
ワーコントロール回路の第１の実施例を示すものであ
り、自動車内等で携帯電話機にパワ−ブ−スタを接続し
て使用した場合のブロック図である。一点鎖線より左側
が携帯電話機１であり、右側がパワ−ブ−スタ２であ
る。３は送信ＲＦ信号を増幅するパワーアンプ回路、４
は１０〜２０ｄＢの結合度を有するカップラ、５は送信
ＲＦ信号を携帯電話機１に内蔵された携帯機アンテナ
６、もしくは端子７を介してパワーブースタ２のいずれ
かに選択的に送出するスイッチ、８はカップラ４から送
出されるＲＦ信号レベルを検出する検波回路、９はスイ
ッチ、１０は誤差増幅回路、１１はＲＯＭ１２に記憶さ
れた後述の基準電圧Ｖrefに基づいて出力を制御する制
御回路であり、検波回路８、制御回路１１および誤差増
幅回路１０は、後述する送信出力を制御するためのフィ
ードバックループを形成する。

【００１４】１３は携帯電話機１がパワーブースタ２に
接続されているか否かを検出する検出回路であり、この
検出回路１３の検出結果に基づいてスイッチ５およびス
イッチ９を切り換えるとともに、制御回路１１にも検出
結果を送出する。すなわち、携帯電話機１を単独で使用
し、パワーブースタ２が接続されていない場合は、スイ
ッチ５およびスイッチ９を接点ａ側に、また携帯電話機
１とパワーブースタ２が接続された場合はスイッチ５お
よびスイッチ９を接点ｂ側に切り換える。スイッチ５が
接点ａ側にある場合には、携帯電話機１に内蔵された携
帯機アンテナ６によって送受信が行われ、スイッチ４が
接点ｂ側に切り替わった場合は、送信信号は端子７から
パワーブースタ２に送られ、車外に取り付けられた車載
アンテナ１４より送出される。

【００１５】パワーブースタ２にも携帯電話機１と同
様、パワーアンプ回路１５、カップラ１６および検波回
路１７が設けられ、検波回路１７の検波出力は制御端子
１８を介して携帯電話機１の送出される。

【００１６】次に動作を説明する。携帯電話機１を単独
で使用する場合、検出回路１３によってスイッチ５およ
びスイッチ９は接点ａ側に切り換えられる。送信ＲＦ信
号はパワーアンプ回路３で増幅された後、カップラ４に
より、その結合出力端より結合度分を減じた送信信号電
力を出力する。このＲＦ信号レベルは、ダイオ−ドと抵
抗、コンデンサとからなる次段の検波回路８により包絡
線検波され、直流電圧ＶDCに変換されスイッチ９を介し
て誤差増幅回路１０に送られる。検波回路８の出力ＶDC
は、ＲＯＭ１２に基づいて制御回路１１にて発生される
基準電圧Ｖrefと比較され、その誤差分に応じて誤差増
幅回路１０の出力電圧ＶCONTが変化する。 さらに誤差
増幅回路１０の出力はパワーアンプ回路３の電圧制御端
子にフィードバック入力され、パワーアンプ回路３の増
幅率を増減させることにより、出力レベルを制御する。
従って、制御回路１１にて発生する基準電圧Ｖrefを制
御することにより、Ｖrefレベルに応じた送信出力が得
られ、スイッチ５を介して携帯機アンテナ６より送出さ
れる。一旦、Ｖrefを固定すれば、送信出力が常に一定
となるようにフィードバックループによるレベル安定化
が自動的になされ、送信出力が一定値に保持される。

【００１７】ここで、上記パワーコントロール回路の制
御幅と範囲は移動局種別により異なる。例えば国内ディ
ジタル携帯電話システムにおいては、最大出力が０．８
Ｗとなる移動局種別IIIでは４ｄＢステップ幅で最大２
０ｄＢまでと規定されている。同様に、移動局種別I
（最大出力：３Ｗ）では同じ制御ステップ幅で最大２８
ｄＢまで、移動局種別II（最大出力：２Ｗ）では同じ制
御ステップ幅で最大２４ｄＢまで制御するように規定さ
れている。

【００１８】これに基づき、基準電圧Ｖrefは、携帯機
単体使用とブースタ接続使用とのそれぞれの使用形態に
応じて図２に示すように決められ、ＲＯＭ１２に記憶さ
れている。すなわち、携帯機単体（移動局種別IIIの場
合）での使用時には６段階、パワーブースタ接続時（移
動局種別Iの場合）での使用時には８段階の、合計１４
個のＶrefのデータが格納されている。

【００１９】パワーブースタを接続することにより移動
局種別Iとなる場合、最大送信レベル制御範囲は２８ｄ
Ｂとなり、以下の動作で制御される。携帯電話機１にパ
ワ−ブ−スタ２を接続して使用する場合、検出回路１３
によりパワ−ブ−スタ２が接続されたことを検知される
とスイッチ５及びスイッチ９は接点ｂ側に切り替わり、
パワーブースタ２側の検波回路１７の検波出力によりパ
ワーアンプ回路３が制御され、パワーブースタを含めた
大きなフィードバックループにより、パワーコントロー
ルが行われる。

【００２０】すなわち、携帯電話機１からの送信信号は
端子７を介してパワーブースタ２に送られ、パワーアン
プ回路１５、カップラ１６を介して車載アンテナ１４か
ら送出される。このときパワーブースタ２の検波回路１
７によって検出された検波出力は、制御端子１８、スイ
ッチ９を介してＶDCとして誤差増幅回路１０に送られ
る。一方、制御回路１１はＲＯＭ１２よりブースタ接続
使用時の基準電圧を読み出し、Ｖrefとして誤差増幅回
路１０に送り、これに基づいて送信信号電力の制御が行
われる。

【００２１】この実施例においては、パワーブースタ２
に制御回路を設ける必要がなく、構成が簡単になる。

【００２２】図３は第２の実施例を示すブロック図であ
り、図１と同じ構成には同一図番を付し説明を省略す
る。上述の第１の実施例との相違点は、パワーブースタ
２のカップラ１６から出力されるＲＦ出力のレベルを調
整するレベル調整回路１９を設けた点にある。第１の実
施例においては、携帯機１とパワ−ブ−スタ２との接続
の有無を検出し、携帯機単独使用時と、携帯機にパワー
ブースタを接続使用時とで、合計１４個のパワーコント
ロール用基準電圧ＶrefデータをＲＯＭ１２に格納する
必要があるが、この第２の実施例はこのＲＯＭ容量を削
減するものである。 パワ−ブ−スタ２では、携帯電話
機１側から供給される信号をパワ−アンプ回路１５にて
増幅し、カップラ１６に入力される。カップラ１６の出
力ＲＦ信号は車載アンテナ１４を経由して送信される。
カップラ１６結合出力信号はアッテネ−タなどからなる
レベル調整回路１９により信号レベルが調整され、携帯
電話機機１フィ−ドバックされ、スイッチ９のｂ側入力
端子に供給される。

【００２３】次段の検波回路８では、スイッチ９を介し
たモニタ信号を包絡線検波して検波直流電圧ＶDCを生成
する。この検波回路８出力は誤差増幅回路１０により、
ＲＯＭ１２に基づいて制御回路１１にて発生される基準
電圧ＶrefとＶDCとを比較し、その誤差分に応じて誤差
増幅回路１０出力電圧ＶCONTが変化する。

【００２４】この誤差増幅回路１０出力はパワーアンプ
回路の電圧制御端子にフィードバック入力され、パワー
アンプ回路の増幅率を増減させることによりパワ−ブ−
スタ出力端での送信信号レベルを安定に制御する。

【００２５】従って、制御回路１１にて発生する基準電
圧Ｖrefを制御することにより、Ｖrefレベルに応じた送
信出力が車載アンテナ１１１より送出されパワ−コント
ロ−ルが行われる。

【００２６】ここでレベル調整回路１９では、カップラ
１６の結合端子出力レベルを調整する。即ち、パワ−ブ
−スタ出力電力が３Ｗ（移動局種別I）の時、例えばア
ッテネ−タでこの結合端子出力レベルをある一定量減衰
させる。この減衰量は、携帯電話機内へのスイッチ８の
端子ｂへのフィ−ドバック入力レベルと、携帯機単独使
用時の携帯機出力電力が０．８Ｗでのカップラ４の結合
端子出力からスイッチ８端子ａへの入力レベルが同一と
なる値に設定する。この時、制御回路１１から出力され
るパワ−コントロ−ル用基準電圧Ｖrefは、例えば３．
１６Ｖを生成し、誤差増幅回路１０の非反転入力端子に
入力される。

【００２７】図４は、ＲＯＭ１２に格納された、本実施
例における携帯機単独使用時（移動局種別III）と、パ
ワ−ブ−スタ接続時（移動局種別I）とで発生するパワ
−コントロ−ル用基準電圧Ｖrefを示したものである。
最大出力時（０．８Ｗと３Ｗ）、−４ｄＢ制御時（０．
８Ｗ−４ｄＢと３Ｗ−４ｄＢ）、・・・、−２０ｄＢ制
御時（０．８Ｗ−２０ｄＢと３Ｗ−２０ｄＢ）に発生す
る基準電圧Ｖrefはそれぞれ３．１６Ｖ、２．９２Ｖ、
・・・、１．９８Ｖであり携帯機単独使用時とパワ−ブ
−スタ接続時とで共用されている。この例では、ＲＯＭ
１２内にパワ−コントロ−ル用基準電圧として８個のデ
−タを格納すればよく、第１の実施例と比較して６個分
メモリ容量が削減できる。

【００２８】図５は本発明の第３の実施例を示すブロッ
ク図である。図５において、カップラ４及びカップラ１
６の結合端子出力は、各々検波回路８及び検波回路２０
で一旦包絡線検波してＤＣ電圧に変換する。さらに、検
波回路２０出力はＤＣ電圧のレベル調整回路２１によ
り、スイッチ９の端子ａ及び端子ｂへの入力ＤＣレベル
が同一となるよう調整されている。その後の動作は第１
および第２の実施例と同様であるので説明は省略する。
この第３の実施例によれば、レベル調整回路２１は検波
回路２０から出力されるＤＣ電圧を調整するので、図３
に示した第２の実施例と比較してレベル調整回路の構成
が極めて簡単になる。

【００２９】図６は本発明の第４の実施例を示したもの
である。図６においては、カップラ４とカップラ２２の
各々結合度が異なる。即ち、例えばカップラ４は密結合
であり、カップラ２２は粗結合とする。両者の結合度の
違いは、図３に示した第２の実施例におけるレベル調整
回路１９の減衰量相当分でありこのような異なる結合度
を有するカップラを用いることにより、スイッチ９の端
子ａ及び端子ｂへの入力信号は同一レベルとなる。

【００３０】図６ではカップラ出力ＲＦ信号をスイッチ
９を介して検波回路８に入力する構成であるが、図５の
第３の実施例と同様カップラ４の結合出力とカップラ２
２の結合出力を各々検波回路を通した上で両検波出力信
号をスイッチにて切り替える構成としてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
信装置にてパワ−コントロ−ルを行うため、送信出力を
制御するためのＣＰＵなどの制御回路をブースタに設け
る必要がなく、構成が簡単なパワ−コントロ−ル回路が
実現できる。

【００３２】また、レベル調整手段によって、携帯機と
それに接続されるパワーブースタの送信パワーコントロ
ール回路において、携帯機単独使用時と、パワ−ブース
タ接続時とで必要なパワーコントロール用基準電圧デ−
タを携帯機側で共有化できるため、パワ−ブ−スタ内回
路が簡素化できる。また、携帯機内メモリ容量が削減で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例に用いるＲＯＭ１２の記
憶内容を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例に用いるＲＯＭ１２の記
憶内容を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第４の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 携帯電話機（通信装置） ２ パワーブースタ ３ 第１のパワーアンプ回路 ４ 第１のカップラ ５ 第１のスイッチ ６ アンテナ ８ 検波回路 ９ 第２のスイッチ １０ 誤差増幅回路 １１ 制御回路 １２ ＲＯＭ（メモリ） １４ アンテナ １５ 第２のパワーアンプ回路 １６ 第２のカップラ １９ レベル調整回路 ２０ 検波回路 ２１ レベル調整回路 ２２ レベル調整手段としてのカップラ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信信号を増幅するとともに増幅率を制
   御電圧により可変することができる第１のパワーアンプ
   回路と該第１のパワーアンプ回路によって増幅される送
   信信号の出力レベルをモニタする第１のカップラを有す
   る通信装置と、該通信装置に接続され、前記第１のパワ
   ーアンプ回路の出力を増幅する第２のパワーアンプ回路
   と該第２のパワーアンプ回路によって増幅される送信信
   号の出力レベルをモニタする第２のカップラを有するブ
   ースタとからなるパワーコントロール回路において、前
   記第１のパワ−アンプ回路の出力信号をアンテナもしく
   は前記第２のパワーアンプ回路のいずれかに選択的に供
   給する第１のスイッチと、前記第１および第２のカップ
   ラにてモニタされた検出信号のうちのいずれか一方を選
   択する第２のスイッチと、該第２のスイッチによって選
   択された検出信号と予めメモリに記憶された基準電圧デ
   ータとの比較により誤差増幅する誤差増幅回路とを有
   し、該誤差増幅回路から出力される制御電圧にて前記第
   １のパワ−アンプ回路の増幅率を制御することを特徴と
   するパワーコントロール回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパワーコントロール回路
   において、前記第２のカップラ出力電力を調整するレベ
   ル調整手段を設け、前記通信装置を単独で使用する時
   と、前記通信装置に前記ブースタを直列に接続した時と
   の前記第２のスイッチ入力レベルを同一に合わせること
   により、前記メモリに格納するパワーコントロール用基
   準電圧デ−タを共用化したことを特徴とするパワーコン
   トロール回路。
3. 【請求項３】 請求項２記載のパワーコントロール回路
   において、前記第１および第２のカップラの出力信号を
   検波しＤＣ電圧に変換するおのおの第１および第２の検
   波回路を設けるとともに、前記レベル調整手段によって
   前記第２の検波回路出力信号のレベルを調整することを
   特徴とするパワーコントロール回路。
4. 【請求項４】 請求項２記載のパワ−コントロ−ル回路
   において、前記第２のカップラを前記第１のカップラの
   結合度と異なる結合度とすることにより前記レベル調整
   手段を構成したことを特徴とするパワーコントロール回
   路。